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创新能力是在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力.在数学教学中如何才能更有效地培养学生的创新能力呢?
一、落实基础知识
数学创新是一种实践活动,需要学生熟练地掌握一系列基本技能,如计算能力、使用数学符号能力、语言表达能力、综合运用知识能力等,只有具备了这些能力才能实现创新.创新能力的培养必须以扎实的基础知识、熟练的基本技能和一定的思维能力为基础.
例 (2010年江西,文,12)如图,四名同学在同一个坐标系中分别选定了一个适当的区间,各自作出三个函数y=sin2x,y=sinx+π6,y=sinx-π3的图像如下,结果发现其中有一名同学作出的图像有错误,那么有错误的图像是().
点评 本题在三角函数图像的基础上,加以创新,属创新题型,但考查的内容还是三角函数的基本性质和三角函数值等基础知识,只有掌握了基础知识才能有分析问题、解决问题的能力.
二、改革教学方法
1.让学生主动参与
课上讲课讲全、讲透,课后布置作业,这是“填鸭式”的教学方法,不利于学生能力的提高.教师要留给学生足够的时间,激励学生自己主动体验、感受所学知识,探索未知领域.“会学”比“学会”更重要,会学,有利于学生终身发展.教学不能只灌输知识,要调动学生学习的积极性,发挥他们的主体作用,引导学生去发现和探索问题,把握问题的实质,做到灵活运用.教师要创设学习情境,提出问题让学生自己去讨论、去研究,鼓励学生发表见解,哪怕是错的也要多加表扬.让学生参与教学,互相讨论、互相研究、互相启迪,这样才有利于促进学生创新能力的发展.
2.突出“过程”教学,注重“变式教学”
突出过程简单地说就是让学生不是记住结论,而是知识分析、推理的过程.定义、定理、公式的教学,要让学生自己去探索、去发现、去论证,不要照本宣科.应该引导学生真正搞懂知识的来龙去脉.在学习公式时,完全没有必要一开始就来证明公式.可以先提出一个具体问题,让学生独立思考并各显神通予以解决,然后加以交流、讨论,再分析比较,从中得出较优方法.最后从特殊到一般,得出统一的公式.这样可以让学生比较直观地看出公式的“来龙”,而且自始至终让学生处于主动地位,自始至终让学生参与解决问题的全过程——确定解题策略、具体处理、运算技巧、比较最优解法等等.所以这也是培养学生创新能力的重要方面.
“变式教学”是指知识形成过程中的问题变式、基本概念教学中的对象变式、公式定理的深化变式、例题习题的条件变式、解法变式等很多方面的变式.“变式教学”不但能够激发学生的学习兴趣,取得“举一反三,触类旁通”的效果,而且能够使学生掌握研究数学问题的方法,培养学生的创新思维习惯.
对于要学生回答的难度较大的问题,可以对设问情境进行变式.比如,可以设计系列问题,增加辅助环节,让学生有目的地、一步步地解决相关问题,从而最终解决老师所提问题,这样可以大大提高学生的成功感和求知欲望,激发了学生的创新能力.对于概念、定理的教学,要从多角度、多方位、多层次地设计变式问题,引导学生通过现象看本质,这类问题的设计通常有两种方法:一是针对内容、形式相似或相近,易造成混淆的概念、定理,在教学中设计变式问题;二是引导学生对教材中的一些概念定理进行拓宽、延伸,激活思维,从而培养创新能力.对于例题习题的教学,可以从“一题多变”方面进行变式.比如:可以弱化条件,使结论多样化,也可以隐去条件,寻求使结论成立的充分条件,还可以加强结论,寻求需要增加的条件.也可以从“一题多解”方面进行变式.引导学生从不同的角度分析问题,以寻求多种解法.
3.培养学生的思维能力、求简意识
数学创新不只是来自实践,还往往来自数学自身矛盾运动,比如复数理论的创立.所以教师不仅要培养学生的经验思维能力,还要培养学生的理论思维能力、辩证思维能力、直觉思维能力,鼓励学生对问题进行大胆猜想,勇敢探索;不仅要培养收敛思维能力,还要培养发散思维能力,让学生不受常规约束,标新立异,从多方面探索解决问题的方法.
求简意识孕育在平时的潜移默化的教学之中.求简大体归纳为下列几种:观察求简、猜想求简、配凑求简、回到定义求简、整体处理求简、数形结合求简.简化解答虽然不是突破性的进展和创造,却也是对已经取得成果的改造和推进;对学生来说,更是一种对所学知识的灵活运用和高超驾驭基础上的创新,从中体现出思维的批判性、深刻性、敏捷性、创造性和解题的艺术性.因此,培养求简意识,不仅是正确、迅速解题的需要和保证,而且是优化思维品质、提高创新能力的有效途径.
三、对学生的基本要求
1.要善于自学
扎实的本领,主要是靠自学获得的.有效的课前预习、课上听讲、课后复习是学习的重要方法.通过自学,可以更有效地获取知识,更好地学会观察、学会思维、学会想象,学会分析问题、解决问题,发展创新能力.
2.要有计划的广泛阅读,拓宽自己的知识面
学生要利用课外时间阅读各种数学报刊、杂志,书写阅读笔记,同学之间定期交流、讨论,这样长期坚持,见识自然会增长,思维也会随之开阔.
3.要有良好的学习习惯
只有自己学会学习,才会终身受用无穷.
教学过程中若能综合运用多种方法,为学生提供自由、和谐、互相尊重的学习氛围,使学生轻松学习,不失时机地鼓励学生大胆尝试新经验,学会从失败中总结经验,必能为创新能力的培养奠定良好的基础.
一、落实基础知识
数学创新是一种实践活动,需要学生熟练地掌握一系列基本技能,如计算能力、使用数学符号能力、语言表达能力、综合运用知识能力等,只有具备了这些能力才能实现创新.创新能力的培养必须以扎实的基础知识、熟练的基本技能和一定的思维能力为基础.
例 (2010年江西,文,12)如图,四名同学在同一个坐标系中分别选定了一个适当的区间,各自作出三个函数y=sin2x,y=sinx+π6,y=sinx-π3的图像如下,结果发现其中有一名同学作出的图像有错误,那么有错误的图像是().
点评 本题在三角函数图像的基础上,加以创新,属创新题型,但考查的内容还是三角函数的基本性质和三角函数值等基础知识,只有掌握了基础知识才能有分析问题、解决问题的能力.
二、改革教学方法
1.让学生主动参与
课上讲课讲全、讲透,课后布置作业,这是“填鸭式”的教学方法,不利于学生能力的提高.教师要留给学生足够的时间,激励学生自己主动体验、感受所学知识,探索未知领域.“会学”比“学会”更重要,会学,有利于学生终身发展.教学不能只灌输知识,要调动学生学习的积极性,发挥他们的主体作用,引导学生去发现和探索问题,把握问题的实质,做到灵活运用.教师要创设学习情境,提出问题让学生自己去讨论、去研究,鼓励学生发表见解,哪怕是错的也要多加表扬.让学生参与教学,互相讨论、互相研究、互相启迪,这样才有利于促进学生创新能力的发展.
2.突出“过程”教学,注重“变式教学”
突出过程简单地说就是让学生不是记住结论,而是知识分析、推理的过程.定义、定理、公式的教学,要让学生自己去探索、去发现、去论证,不要照本宣科.应该引导学生真正搞懂知识的来龙去脉.在学习公式时,完全没有必要一开始就来证明公式.可以先提出一个具体问题,让学生独立思考并各显神通予以解决,然后加以交流、讨论,再分析比较,从中得出较优方法.最后从特殊到一般,得出统一的公式.这样可以让学生比较直观地看出公式的“来龙”,而且自始至终让学生处于主动地位,自始至终让学生参与解决问题的全过程——确定解题策略、具体处理、运算技巧、比较最优解法等等.所以这也是培养学生创新能力的重要方面.
“变式教学”是指知识形成过程中的问题变式、基本概念教学中的对象变式、公式定理的深化变式、例题习题的条件变式、解法变式等很多方面的变式.“变式教学”不但能够激发学生的学习兴趣,取得“举一反三,触类旁通”的效果,而且能够使学生掌握研究数学问题的方法,培养学生的创新思维习惯.
对于要学生回答的难度较大的问题,可以对设问情境进行变式.比如,可以设计系列问题,增加辅助环节,让学生有目的地、一步步地解决相关问题,从而最终解决老师所提问题,这样可以大大提高学生的成功感和求知欲望,激发了学生的创新能力.对于概念、定理的教学,要从多角度、多方位、多层次地设计变式问题,引导学生通过现象看本质,这类问题的设计通常有两种方法:一是针对内容、形式相似或相近,易造成混淆的概念、定理,在教学中设计变式问题;二是引导学生对教材中的一些概念定理进行拓宽、延伸,激活思维,从而培养创新能力.对于例题习题的教学,可以从“一题多变”方面进行变式.比如:可以弱化条件,使结论多样化,也可以隐去条件,寻求使结论成立的充分条件,还可以加强结论,寻求需要增加的条件.也可以从“一题多解”方面进行变式.引导学生从不同的角度分析问题,以寻求多种解法.
3.培养学生的思维能力、求简意识
数学创新不只是来自实践,还往往来自数学自身矛盾运动,比如复数理论的创立.所以教师不仅要培养学生的经验思维能力,还要培养学生的理论思维能力、辩证思维能力、直觉思维能力,鼓励学生对问题进行大胆猜想,勇敢探索;不仅要培养收敛思维能力,还要培养发散思维能力,让学生不受常规约束,标新立异,从多方面探索解决问题的方法.
求简意识孕育在平时的潜移默化的教学之中.求简大体归纳为下列几种:观察求简、猜想求简、配凑求简、回到定义求简、整体处理求简、数形结合求简.简化解答虽然不是突破性的进展和创造,却也是对已经取得成果的改造和推进;对学生来说,更是一种对所学知识的灵活运用和高超驾驭基础上的创新,从中体现出思维的批判性、深刻性、敏捷性、创造性和解题的艺术性.因此,培养求简意识,不仅是正确、迅速解题的需要和保证,而且是优化思维品质、提高创新能力的有效途径.
三、对学生的基本要求
1.要善于自学
扎实的本领,主要是靠自学获得的.有效的课前预习、课上听讲、课后复习是学习的重要方法.通过自学,可以更有效地获取知识,更好地学会观察、学会思维、学会想象,学会分析问题、解决问题,发展创新能力.
2.要有计划的广泛阅读,拓宽自己的知识面
学生要利用课外时间阅读各种数学报刊、杂志,书写阅读笔记,同学之间定期交流、讨论,这样长期坚持,见识自然会增长,思维也会随之开阔.
3.要有良好的学习习惯
只有自己学会学习,才会终身受用无穷.
教学过程中若能综合运用多种方法,为学生提供自由、和谐、互相尊重的学习氛围,使学生轻松学习,不失时机地鼓励学生大胆尝试新经验,学会从失败中总结经验,必能为创新能力的培养奠定良好的基础.